#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <memory>
#include <mutex>
#include <functional>
#include <condition_variable>
#include <functional>
#include <vector>

// 利用C++11异步操作实现线程池,存在多个线程，任务队列，就需要互斥锁与条件变量，还需要一个标志位来记录线程池的状态
class threadpool
{
public:
    using Functor = std::function<void(void)>;

private:
    std::atomic<bool> _stop;        // atomic 原子的
    std::vector<Functor> _taskpool; // 任务池
    std::mutex _mutex;
    std::condition_variable _cv;
    std::vector<std::thread> _threads;

private:
    // 线程的入口函数
    void entry()
    {
        while (!_stop)
        {
            // 从任务池中取出任务进行执行，取出任务的过程需要加锁保护任务池这个临界资源
            std::vector<Functor> tmp_taskpool;
            {
                // 加锁
                std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
                // 设置条件变量，当任务队列中有任务或者线程池的状态为停止就不到条件变量下等待
                _cv.wait(lock, [this]()
                         { return this->_stop == true || this->_taskpool.size() > 0; });
                // 取出任务池中的任务
                tmp_taskpool.swap(_taskpool);
            }
            // 执行任务
            for (auto &f : tmp_taskpool)
            {
                f();
            }
        }
    }

public:
    threadpool(int thr_count = 1)
        : _stop(false)
    {
        // 创建线程
        for (int i = 0; i < thr_count; i++)
        {
            _threads.emplace_back(&threadpool::entry, this);
        }
    }
    void stop()
    {
        // 释放之前需要将任务队列当中的任务均处理完
        if (_stop == true)
            return;
        // 唤醒所有线程将任务队列中的任务均执行完然后再退出
        _stop = true;
        _cv.notify_all();
        // 等待所有的线程
        for (auto &thread : _threads)
        {
            thread.join();
        }
    }
    // 将任务放入任务池当中,需要将用户传入的函数进行封装然后放入任务队列当中，push此处还需要返回future 以利于获取异步执行函数的返回值
    // 此处的push 需要设置为模版函数
    template <typename F, typename... Args> // 所传入函数的返回值不同，顾还需要设置返回值，需要封装成future 对象
    auto push(const F &&func, Args &&...args) -> std::future<decltype(func(args...))>
    {
        // 将传入的函数进行封装
        // 获取函数的返回值类型
        using return_type = decltype(func(args...));                                   // decltype 进行类型推导
        auto tmp_func = std::bind(std::forward<F>(func), std::forward<Args>(args)...); // 使用完美转发
        auto task = std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(tmp_func);     // package_task 对象指针放入线程中执行
        // 获取函数的future
        std::future<return_type> fu = task->get_future();
        {
            // 加锁，将构建出来的任务放入任务队列当中
            std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
            _taskpool.push_back([task]()
                                { (*task)(); }); // 执行指针所指向的函数
            // 唤醒条件变量下等待的线程
            _cv.notify_one();
        }
        return fu;
    }

    ~threadpool()
    {
        stop(); // 释放线程池
    }
};

int Add(int num1, int num2)
{
    // std::cout << "加法!" << std::endl;
    return num1 + num2;
}

int main()
{
    threadpool pool;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        // 构建10个任务
        std::future<int> fu = pool.push(Add, 10, i);
        std::cout << fu.get() << std::endl;
    }
    // 释放线程池
    pool.stop();
    return 0;
}